授權股權證明機制***
(delegated proof-of-stake ，dpos)
april 3, 2014
翻譯：yidaidaxia_郝曉曦
位元坊數字資產研究俱樂部 翻譯作品（www.bitfarm.io）
本***介紹一種股權證明機制的新實現方式，該方式可以對交易進行秒級驗證，並且能夠在更短的時間內提供比現有任何股權證明系統都更好的安全性。在位元幣網路產生乙個區塊的時間過後，乙個授權股權證明系統(dpos)能使你的交易得到20%股東的核實，而在位元幣網路宣告交易已幾乎不可逆(6個區塊，約1小時)的時間過後，在dpos機制下，通過其代表，你的交易已經得到100%股東的核實。
分布式交易總賬需要在盡可能短的時間內做到安全、明確及不可逆，便於提供乙個最堅實且去中心化的系統。在實踐中，該流程分為兩個方面：選擇乙個獨特的節點來產生乙個區塊，並使得交易總賬不可逆。
第乙個成功解決該問題的嘗試是位元幣系統(bitcoin)，位元幣系統使用工作量證明機制使更長總賬的產生具有計算性難度。工作量證明機制就好比是樂透，平均每10分鐘有乙個節點找到乙個區塊。如果兩個節點在同乙個時間找到區塊，那麼網路將根據後續節點的決定來確定以哪個區塊構建總賬。從統計學角度講，一筆交易在6個區塊(約1個小時)後被認為是明確確認且不可逆的。然而，核心開發者認為，需要120個區塊(約一天)，才能充分保護網路不受來自潛在更長的已將新產生的幣花掉的攻擊區塊鏈的威脅。
儘管出現更長的區塊鏈會變得不太可能，但任何擁有巨大經濟資源的人都仍有可能製造乙個更長的區塊鏈或者具備足夠的雜湊算力來凍結使用者的賬戶。
股權證明機制已有很多不同變種，但基本概念是產生區塊的難度應該與你在網路裡所佔的股權(所有權佔比)成比例。到目前為止，已有兩個系統開始執行：點點幣(peercoin)和未來幣(nxt)。點點幣使用一種混合模式，用你的股權調整你的挖礦難度。未來幣使用乙個確定性演算法以隨機選擇一**東來產生下乙個區塊。未來幣演算法基於你的賬戶餘額來調整你被選中的可能性。
未來幣和點點幣都分別解決了誰來生產下乙個區塊的問題，但他們沒有找到在適當的時間內使區塊鏈具備不可逆的安全性的方法。根據我們能找到的資訊，做到這點，點點幣需要至少6個區塊(約一小時)，未來幣需要10個區塊。我們找不到在10個區塊後未來幣能提供什麼級別安全性的根據。
我們之前發布了基於交易的股權證明機制(transactions as proof of stake, tapos)的***，在該機制中，每筆交易都包含區塊鏈中前乙個區塊的雜湊值。通過該系統，對任何人而言，網路變得越來越安全而不可逆，因為最終每個區塊都經過了股東投票。tapos面臨的挑戰是它沒有定義誰來產生下乙個區塊。
瑞波共識演算法，使一組節點能夠基於特殊節點列表達成共識。初始特殊節點列表就像乙個俱樂部，要接納乙個新成員，必須由51%的該俱樂部會員投票通過。共識遵循這核心成員的51%權力，外部人員則沒有影響力。由於該俱樂部由「中心化」開始，它將一直是「中心化的」，而如果它開始腐化，股東們什麼也做不了。與位元幣及點點幣一樣，瑞波系統將股東們與其投票權隔開，並因此比其他系統更中心化。
當使用去中心化自治公司(decentralized autonomous company, dac)這一說法時，去中心化表示每**東按其持股比例擁有影響力，51%股東投票的結果將是不可逆且有約束力的。其挑戰是通過及時而高效的方法達到51%批准。
為達到這個目標，每**東可以將其投票權授予一名代表。獲票數最多的前100位代表按既定時間表輪流產生區塊。每名代表分配到乙個時間段來生產區塊。所有的代表將收到等同於乙個平均水平的區塊所含交易費的10%作為報酬。如果乙個平均水平的區塊含有100股作為交易費，一名代表將獲得1股作為報酬。
網路延遲有可能使某些代表沒能及時廣播他們的區塊，而這將導致區塊鏈分叉。然而，這不太可能發生，因為製造區塊的代表可以與製造前後區塊的代表建立直接連線。建立這種與你之後的代表(也許也包括其後的那名代表)的直接連線是為了確保你能得到報酬。
該模式可以每30秒產生乙個新區塊，並且在正常的網路條件下區塊鏈分叉的可能性極其小，即使發生也可以在幾分鐘內得到解決。
成為一名代表，你必須在網路上註冊你的公鑰，然後分配到乙個32位的特有識別符號。然後該識別符號會被每筆交易資料的「頭部」引用。
每個錢包有乙個引數設定視窗，在該視窗裡使用者可以選擇乙個或更多的代表，並將其分級。一經設定，使用者所做的每筆交易將把選票從「輸入代表」轉移至「輸出代表」。一般情況下，使用者不會建立特別以投票為目的的交易，因為那將耗費他們一筆交易費。但在緊急情況下，某些使用者可能覺得通過支付費用這一更積極的方式來改變他們的投票是值得的。
每個錢包將顯示乙個狀態指示器，讓使用者知道他們的代表表現如何。如果他們錯過了太多的區塊，那麼系統將會推薦使用者去換乙個新的代表。如果任何代表被發現簽發了乙個無效的區塊，那麼所有標準錢包將在每個錢包進行更多交易前要求選出乙個新代表。
和工作量證明系統及其他股權證明系統一樣，最佳區塊鏈是最長的有效區塊鏈。任何時候，一名代表錯過簽發乙個區塊的機會，該區塊鏈將比潛在競爭對手短。只要在你的交易被寫入區塊後的100個區塊中的51%被生產出來了，那麼你就可以安全地認為你在主區塊鏈上。
以一種及時的方式(少於5分鐘)簡單地發現並警示使用者網路分叉，是可以最小化潛在損失的非常重要的能力。而知道你是否正處在一條支鏈上則更為重要。
因為去中心化已經成為乙個流行術語，所以其定義很難完全固定。我們將自由市場看作去中心化的基本形式，並將對進入自由市場設定障礙看作是所有中心化的基礎。像任何事物一樣，中心化有程度之分，所以我們把授權股權證明機制與其它方案的中心化程度進行對比。
2.5.1 位元幣位元幣系統目前正以授權工作量證明(delegated proof of work, dpow)為基礎而執行，因此有大約10名代表控制了絕大多數的雜湊算力。在那些為其競爭而能使用規模經濟進行無收益挖礦的人手中，雜湊算力本身就是中心化的。最後，工作量證明機制為進入市場設定障礙，使得「在職」的區塊製造者無法輕易被取代。與位元幣系統相比，dpos在區塊生產方面至少去中西化了10倍，並且也許在市場競爭方面去中心化了無數倍。
儘管在雜湊算力方面有一定量的去中心化，當想到掌控位元幣系統的股東(位元幣持有者)所持股份的佔比，我們認為位元幣系統是最中心化的。如果你考慮使用位元幣體系的使用者總數，其中參與挖礦的人很可能少於百分之一。
2.5.3 未來幣未來幣使用透明鍛造，以確定的選出下乙個製造節點。可以將其模擬為，使用授權股權證明機制但你只能將你的投票權授予你自己，而你獲得鍛造區塊機會的頻率直接取決於你的賬戶餘額。在這個意義上來說，未來幣比點點幣和位元幣更為去中心化。但由於對安全風險的顧慮以及事實上大多數常規使用者不會整天開啟他們的電腦來籍此獲得鍛造機會方面的優勢，它仍然遭受著少的可憐的挖礦參與度。
從這個角度來講，我們可以斷定未來幣網路是由一小部分股東來保障網路安全的。事實上，如果你不上線投票，那麼你將失去你的選票。為了解決這個問題，一些未來幣使用者用他們的股權建立股權池，並信任第三方來為他們挖礦。這是以一種形式的授權股權證明來提高股東參與度，但這也使他們的賬戶餘額在他們參加這些礦池時承受風險。
一般而言，網路必須抵禦兩種型別的攻擊：拒絕服務攻擊和雙重支付攻擊。乙個攻擊者通過不把一些或全部的交易加入總賬來進行拒絕服務攻擊。這種攻擊可以由任何擁有51%網路(無論位元幣、未來幣或其它)的人進行。而利用在網路正試圖達成共識時的短期優勢，可以進行雙重支付攻擊。
為抵禦這些攻擊，網路必須使51%的股東盡快達成協議。
擁有全部經股東投票選出的100名代表，並且按要求輪流生產區塊，意味著任何一筆由至少1%的股東批准的交易能夠在30分鐘內加入總賬。這意味著沒有代表可以通過將投票支援其他代表的交易排除在外來獲取利益。
與其所被授權的投票權無關，這前100人所獲得的權力權重是相同的，每名代表都有乙份相等的投票權。因此，無法通過獲得超過1%的選票而將權力集中到乙個單一代表手上。
個人或者組織控制區塊鏈的多名代表是有可能的。但是這個過程將需要欺騙很大比例的股東數去支援「傀儡」。
即使可以建立這51%傀儡，他們擾亂網路的能力仍將是有限的、能夠被快速識別快速糾正的。沒有工作量證明機制設定的進入障礙，佔據多數的誠實使用者會把攻擊鑑別出來，然後將**分叉並無視攻擊者生產的區塊。這種攻擊可以擾亂網路，但不會是致命的。
因為只有100名代表， 可以想象乙個攻擊者對每名輪到生產區塊的代表依次進行拒絕服務攻擊。幸運的是，由於事實上每名代表的標識是其公鑰而非ip位址，這種特定攻擊的威脅很容易被減輕。這將使確定ddos攻擊目標更為困難。而代表之間的潛在直接連線，將使妨礙他們生產區塊變得更為困難。
代表制是乙個短時間內達成堅固共識的高效方式，而tapos為股東們提供了乙個長效機制來直接批准他們的代表的行為。平均而言，51%的股東在6個月內會直接確認每個區塊。而取決於活躍流通的股份所佔的比例，差不多10%的股東可以在幾天內確認區塊鏈。這種直接確認保障了網路的長期安全，並使所有的攻擊嘗試變得極度清晰易見。
這是乙個利潤可觀的角色，許多人將為獲取它持續競爭。這意味著每個想要獲得這份工作的人都會想方設法從擁有這份工作的人那裡把它「偷走」。為做到這點，他們將對代表行為進行統計學分析，以找到對於標準演算法的任何偏離行為。一旦找到這種偏離，他們就能有希望贏得一些選票。
那些擁有這份工作的人，可能會全力以赴地證明他們正在按標準軟體執行。他們越有效地證明其對區塊生產的正直性，越有可能保住他們的工作。你可以想象開發者會很快製作出系統，代表們可以通過這些系統快速證明哪些交易得到了廣泛的散播。
事實上，市場競爭將產生用以證明代表們的正直性與可靠性的最具創造性的解決方案。讓網路變得更安全的工作可以獲得很多收益，而嘗試繞輪網路則得不到什麼好處。
dpos流程與tapos結合所產生的網路，其網路共識的可證明性將至少3倍於位元幣、點點幣及未來幣網路。dpos能夠更快地達成共識，同時消除隨機小股東帶來小規模干擾的可能性。經濟激勵確保了代表們致力於證明他們有良好行為，並可能採用類似於瑞波系統的共識演算法(來實現這種證明)。dpos，事實上，是一種通過無網路分叉之虞的去中心化方式來產生瑞波特殊節點列表的方法。
授權股權證明機制（DPoS）介紹
授權股權證明機制即dpos機制是一種全新的保障加密貨幣網路安全的演算法。它在嘗試解決位元幣採用的傳統工作量證明機制，以及點點幣和nxt所採用的股份證明機制的問題的同時，還能夠通過實施科技式的民主以抵消中心化所帶來的負面影響。簡單來講，其工作原理實際上類似於董事會投票，給持幣者一把可以開啟他們所持股份...
POS 股權證明機制
股權證明機制的基本概念是產生區塊的難度應該與你在網路裡所佔的股權 所有權佔比 成比例。簡單來說pos就是乙個根據你持有貨幣的量和時間給你發利息的乙個制度。在pos模式下有乙個名詞叫幣齡，每個幣每天產生1幣齡。比如你持有100個幣，總共持有了30天，那麼此時你的幣齡就是3000。這個時候如果你發現了乙...
工作量證明（POW）和股權證明（POS）共識機制
一 pow proof of work 工作量證明機制。基本原理 第一代共識機制，位元幣的基礎。理解起來，很簡單，就是 按勞取酬 你付出多少工作量，就會獲得多少報酬 位元幣等加密貨幣 在網路世界裡，這裡的勞動就是你為網路提供的計算服務 算力x時長 提供這種服務的過程就是 挖礦 假如是真的礦場，顯然在...